Questões de Concurso Público INT 2024 para Tecnologista Pleno - Biocorrosão e Biodegradação

A degradação de materiais é um processo que leva a perdas financeiras em diversos segmentos industriais pela falha prematura de seus componentes. Uma das causas para tal problema é a corrosão microbiológica. Diferentes mecanismos podem agir, de maneira individual ou em conjunto, para promover essa degradação, com destaque para: formação de biofilme, redução de íons sulfato e variação do pH em áreas localizadas de um sistema. Considerando os mecanismos que levam à biocorrosão, assinale a afirmativa incorreta.

Em sistemas em que os materiais metálicos estão imersos, há uma aceleração do seu processo corrosivo que impacta, de forma significativa, sua utilização, custo e mesmo problemas ambientais, estruturais e de saúde pública. Além dos processos físico-químicos que facilitam e aceleram o processo corrosivo, ocorre, também, a corrosão induzida por grupos de microrganismos, a biocorrosão. A proliferação microbiana, em geral, de grupos de bactérias na superfície desses materiais, seguida da formação de comunidades imersas em uma matriz de polissacarídeo extracelular, aumenta a aderência e dificulta a remoção desses microrganismos das superfícies as quais estão acoplados, propiciando, assim, a multiplicação celular e, consequentemente, uma maior área afetada nos materiais. A figura a seguir mostra os fatores determinantes da adesão bacteriana que constituem a tríade interação: microrganismo, ambiente e material que ocorre durante a biocorrosão.





Considerando o que mostra a figura e os fenômenos que ocorrem durante a biocorrosão, analise as afirmativas abaixo:


I. A biocorrosão pode ocorrer pela degradação de resinas utilizadas no revestimento de materiais metálicos, produção de H₂S e pela excreção de metabólitos que acidificam o meio em que estão inseridos. Este processo é capaz de alterar o produto final, modificando sua estrutura e propiciando a formação de outros compostos ou ocasionando danos estruturais permanentes.


II. As resinas são formadas por compostos exclusivamente orgânicos e, por isso, podem ser utilizadas pelos microrganismos como fonte de nutriente. Desta forma, ao utilizar desta matriz para nutrição, e consequente excreção de metabólitos, esta camada protetora do material metálico vai se enfraquecendo, favorecendo o processo corrosivo pelo próprio microrganismo, como por outros fatores do meio em que estão inseridos.


III. As bactérias redutoras de sulfato (BRS), atuam como agente oxidante para aproveitamento da matéria orgânica e, consequente, absorção de enxofre. Porém, durante este processo, parte desse composto é liberado para o meio na forma de H₂S, favorecendo a corrosão. Essas bactérias possuem a característica de, normalmente. causar uma corrosão puntiforme ou pite, onde a sua profundidade é maior do que seu diâmetro.


Assinale

A biocorrosão e o biofouling das superfícies metálicas têm origens em processos biológicos que ocorrem pela participação de microrganismos aderidos às superfícies, formando biofilmes na interfase metal/solução. A biocorrosão manifesta-se em diferentes condições, porém ela ocorre com maior frequência em meio aquoso. Nesse sentido, considerando as etapas e os microrganismos envolvidos na formação de um biofilme, classifique as afirmativas abaixo em verdadeira (V) ou falsa (F).


(  ) As bactérias planctônicas formam um biofilme através da síntese de exopolímeros, em geral, polissacarídeos que passam a envolver e aglutinar as células, protegendo-as das condições adversas ao meio ambiente, como a ação dos biocidas.


(  ) Após a etapa de fixação e, havendo nutrientes suficientes, as bactérias se multiplicam, o biofilme aumenta o seu volume e outros organismos, como: fungos e algas, podem aderir à estrutura do biofilme.


(  ) O biofilme faz parte, também, do chamado biofouling, que se refere ao acúmulo indesejável de depósitos biológicos sobre uma superfície.


(  ) Dentre os principais microrganismos associados à biocorrosão, estão as bactérias redutoras de sulfato e oxidantes de enxofre, bactérias oxidantes de ferro e manganês, e bactérias formadoras de limos. No entanto, com menor frequência, mas importantes, são alguns eucariotos, como fungos e algas que, também, estão associados à biocorrosão.



As afirmativas são, respectivamente,

Os principais microrganismos causadores da biocorrosão são bactérias presentes no ciclo natural do enxofre. No entanto, outros microrganismos, também estão associados à esse processo. Com isso, dentre as alternativas abaixo, assinale aquela que apresenta a informação errada acerca do microorganismo ou da sua ação, enquanto agente promotor do biofouling ou causador da biocorrosão.

A corrosão, em especial a eletroquímica, é um processo que, inquestionavelmente, está presente direta ou indiretamente no nosso cotidiano. Ela ocorre não só no ambiente doméstico, mas, também, nos ambientes urbanos, como: pontes e seus pilares, monumentos, equipamentos e objetos metálicos, e até mesmo em processos que ocorrem no ambiente industrial. Nesse sentido, a natureza eletroquímica da corrosão metálica se faz presente na corrosão microbiana, em que os microrganismos participam de forma ativa no processo, mas sem modificar as características da reação eletroquímica.

As bactérias redutoras de sulfato (BRS) têm grande importância na biocorrosão. Embora, até o momento não exista a determinação de um mecanismo único de corrosão ocasionado pela ação das BRS, Kuhr e Vlug (1934) propuseram um mecanismo no qual essas bactérias utilizam o hidrogênio proveniente do consumo realizado pela hidrogenase, catalisando a ativação reversível de hidrogênio. Em condições anaeróbicas, essa reação de corrosão é a evolução de hidrogênio pela dissociação da água, em que os íons de hidrogênio produzidos se encontram adsorvidos sobre a superfície metálica, sendo posteriormente consumidos pelo processo metabólico, como mostra a figura abaixo: 






De acordo com o que mostra a figura e a descrição do mecanismo de corrosão supracitado, esse tipo de biocorrosão é classificado como

A corrosão induzida por microrganismos (CIM) compreende a interação sinérgica de microrganismos, gerando biofilmes e produtos metabólicos que aceleram os processos corrosivos. A CIM se refere, portanto, à influência dos microrganismos na cinética de corrosão dos metais, causada pela adesão de microrganismos nas interfaces, os biofilmes.

A CIM é responsável por grande parcela das falhas ocasionadas por corrosão. Os sistemas cujo risco é mais frequente são: os sistemas abertos ou fechados de resfriamento, as linhas de injeção de água, os tanques de armazenamento, os sistemas de tratamento de águas residuais, os sistemas de filtração, os diferentes tipos de tubulações, as membranas de osmose reversa e os sistemas de distribuição de água potável. Nesse sentido, correlacione abaixo cada tipo de indústria à sua respectiva área susceptível à CIM, enumerando a 2ª coluna de acordo com a 1ª.






Assinale a alternativa que apresente a ordem correta, de cima para baixo.

A corrosão microbiológica é responsável por parte das falhas de dutos no setor de petróleo e gás. Este tipo de corrosão está associado com as mais diversas culturas microbianas, tendo ênfase principalmente nas bactérias sulfato redutoras (BRS). A introdução de métodos de microbiologia molecular (MMM) independente de cultura, tornou possível monitorar adequadamente os números microbianos e a atividade microbiana em dutos e fluxos de processo. O uso dos MMM permite a otimização aprimorada de estratégias de mitigação e monitoramento de corrosão induzida por microrganismos (CIM). Atualmente, testes modernos como a reação em cadeia da polimerase quantitativa (qPCR) são capazes de medir a quantidade de diferentes grupos de microrganismos com tamanha precisão e combinando esses números com conhecimento de taxas metabólicas especificas da célula, pode-se calcular, por exemplo, o quanto de ferro a atividade microbiana é capaz de remover.

Considerando a utilização do teste de qPCR enquanto um MMM no monitoramento da biocorrosão, assinale a afirmativa incorreta.

O primeiro passo para a determinação da presença da biocorrosão é determinar se no local da corrosão existe e presença de microrganismos ou produtos do seu metabolismo. Assim, a análise microbiológica é de maior importância para confirmar a presença de microrganismos, identificar a linhagem e determinar o número de células. Atualmente, existem técnicas que são utilizadas para testes rápidos em campo que consiste no uso de uma fita plástica recoberta por um meio de cultura, essa fita deve ser levada em contato com o meio a ser analisado e posteriormente levada a estufa para o crescimento celular durante 24 h. A quantificação microbiana é realizada comparando-se o resultado obtido com o manual fornecido do fabricante, como mostra a figura abaixo:





Essa técnica de campo que permite uma fácil e rápida verificação de amostras de água, superfícies sólidas e líquidos não viscosos onde pode haver condições que favoreçam o crescimento de microrganismos causadores de biocorrosão é conhecida por 

A principal prevenção para controlar a biocorrosão é manter o sistema limpo. Entretanto, esse princípio básico é pouco aplicado, principalmente por falta de compreensão dos processos de biocorrosão e do biofouling, que somente são detectados após uma forte contaminação ou falhas estruturais decorrentes da corrosão do material. Videla (2003), considera que a limpeza está embasada na remoção dos depósitos da superfície metálica de um sistema e que esses depósitos podem ser classificados de forma distinta, como: incrustações (scaling) e sedimentos ou limo (slime). No que se refere à formação de scaling e slime nas superfícies metálicas de diferentes sistemas e considerando os mecanismos de controle e prevenção desses depósitos, é correto afirmar que

O princípio dos métodos de prevenção à biocorrosão possui como fundamento primordial a inibição da atividade dos microrganismos ou a modificação drástica das condições do meio, ou seja, prevenir a biocorrosão é evitar a adaptação dos organismos ao material. Além das medidas convencionais, como: a limpeza química ou mecânica dos sistemas e a utilização de biocidas, pode-se, também empregar diferentes mecanismos de proteção para cada problema especifico. Assim, considerando outros métodos de prevenção da biocorrosão, classifique as afirmativas abaixo em verdadeira (V) ou falsa (F).



(   ) Para a proteção externa de tubulações enterradas são recomendáveis o uso de polietileno, policloreto de vinila (PVC), betume e alcatrão.


(   ) Para tanques de combustíveis de aviões a jato é recomendável fazer o seu revestimento interno com sistema à base de resina furânica.


(   ) O uso da tecnologia ultrassônica de subcavitação em que o ultrassom de alta potência causa uma pressão de calor intensa e a formação de radicais de hidrogênio, que podem matar bactérias e outros organismos, mas também causar reações de oxidação e degradar camadas anticorrosivas.


(   )  Uso de tubos e conexões de plástico reforçado com fibra de vidro (PRFV) e tubo de PRFV com liner de PVC (RPVC) utilizados nos setores sucroenergético, de irrigação, de citros, de saneamento básico, de água e esgoto; em pequenas centrais hidrelétricas (PCH) e indústrias em geral.



As afirmativas são, respectivamente,

A biocorrosão é um fenômeno responsável por grandes perdas econômicas em diversas indústrias, principalmente a petrolífera, porque a presença de variados microrganismos pode induzir ou acelerar os processos corrosivos. A técnica do Número Mais Provável (NMP) vem sendo utilizada como padrão para quantificação de bactérias presentes nos diferentes sistemas de exploração e produção de petróleo. Em laboratório, a determinação do número de bactérias redutoras de sulfato (BRS) é usualmente realizada pela técnica de NMP. Porém, o cultivo de microrganismos em laboratório não reflete as reais condições ambientais, porque apenas 0,1 a 10% das bactérias são cultiváveis. Assim, considerando os princípios e procedimentos da técnica de NMP, analise as afirmativas abaixo:


I. O teste do NMP típico é realizado em três baterias de cinco tubos, cada uma correspondendo a um volume de 10, 1 e 0,1 mL de uma dada diluição. Os tubos que contêm microrganismos mostrarão crescimento pela produção de bolhas de gás e/ou se tornarão turvos quando incubados. O número de organismos na cultura original, então, será estimado a partir de uma tabela de números mais prováveis, que especifica que o número de organismos na cultura original possui 95% de chances de estarem dentro de uma faixa específica. Assim, quanto mais tubos mostram crescimento, em especial, aqueles com diluições maiores, mais organismos se estão presentes na amostra.


II. O método do NMP é utilizado quando as amostras contêm muitos organismos que promovam contagens confiáveis do tamanho da população através do método de contagem padrão, ou quando os organismos crescem bem em ágar. Com esse método, a partir da observação da amostra, se calcula o número de células e se realiza uma série de diluições maiores que, à medida que o fator de diluição aumenta, será obtido um ponto no qual tubos irão conter um único organismo, enquanto outros nenhum.


III. O método do NMP pode ser usado para estimar o número de células viáveis na população. Esse método é baseado na distribuição estatística dos organismos na suspensão. Quando amostras com volumes fixos são tomadas de uma suspensão celular, algumas podem ter mais células do que outras. Amostras repetidas da suspensão, contudo, produzem um número médio de organismos, definido como número mais provável.


Assinale

Um método para se medir o crescimento bacteriano é a contagempadrão em placas contendo meio nutritivo solidificado em ágar. Devido à dificuldade de se contar mais do que 300 colônias em uma placa com meio em ágar, se faz necessário diluir a cultura bacteriana original antes de sua transferência, em volume conhecido de cultura, para a placa contendo o meio sólido. A transferência pode ser feita tanto através do método da placa derramada (pour plate) ou como pelo método de espalhamento em placa (spread plate), como mostra a figura abaixo. 






Considerando o que mostra a figura e sobre o uso desses métodos na contagem bacteriana, assinale a afirmativa incorreta.

Os biossensores, devido aos inúmeros elementos de reconhecimento biológico e transdutores que neles são empregados, podem assumir uma grande diversidade de configurações. Nesse sentido, essa tecnologia tem apesentado inúmeras soluções para os problemas analíticos das mais variadas áreas. As técnicas disponíveis atualmente para o monitoramento da biocorrosão são demoradas e requerem instrumentos sofisticados e apresentam limitações quanto às aplicações in situ. Assim, os biossensores surgem como uma alternativa promissora às técnicas atuais visto que possibilitam a realização das análises in situ, além de possuírem alta especificidade e rapidez na resposta. O funcionamento de um biossensor envolve, de uma forma geral, uma reação biológica entre o biocomponente e o analito de interesse, como mostra a figura abaixo:







Considerando o que mostra a figura e as principais características que fazem dos biossensores uma alternativa promissora enquanto metodologia analítica nos estudos da biocorrosão, assinale a alternativa correta.

Os métodos de análises para quantificação de sulfeto descritos na literatura são inúmeros, envolvendo ensaios de espectrofotometria, cromatografia, potenciometria, entre outros. Estes métodos diferem entre si em função da precisão, custo e disponibilidade de equipamentos para suas análises. Assim, dentre esses, destacam-se o método espectrofotométrico com azul de metileno; o método potenciométrico com a utilização de um eletrodo íon seletivo para sulfeto; e a iodometria. Nesse sentido, considerando a iodometria como um método de determinação de sulfeto, avalie as afirmativas a seguir:


I. A iodometria é um método direto de determinação de sulfeto, no qual se faz uma titulação envolvendo iodo e tiossulfato de sódio. O íon tiossulfato (S₂O₃ ^-2) é um agente oxidante moderadamente forte e na presença de iodo, ele é reduzido para formar tetrationato (S₄O₆ ^-2), conforme demostrado pela equação: 2S₂O₃ ^-2 ⟷ S₄O₆ ^-2 + 2e^-


II. O indicador usado nas titulações é uma solução de amido 1% (m/v), que, ao reagir com o iodo, desenvolve uma cor azul devido à absorção do iodo pela cadeia helicoidal β-amilose, um constituinte macromolecular da maioria dos amidos. O amido se decompõe irreversivelmente em soluções com elevadas concentrações de iodo, portanto, na titulação de soluções de iodo com íons tiossulfato, a adição do indicador é adiada até que a cor da solução mude de vermelho para amarelo.


III. A determinação de H2S por este método se dá diretamente pela reação que este composto faz com o iodo: H₂S + I₂ ⟷ S_(s) + 2H⁺ + 2I^- . No entanto, se faz necessária a produção de um “branco” com água destilada, porque o cálculo da concentração de sulfeto se dá pela diferença entre o volume gasto na titulação do branco e volume gasto na titulação da solução de H₂S.



Assinale

Segundo a NACE (National Association of Corrosion Engineers), a corrosão é uma deterioração de um material, geralmente metálico, que resulta de uma reação com o meio em que esse material se encontra. Essa corrosão pode ser química ou eletrolítica. A corrosão eletroquímica é a mais frequente na natureza e ocorre a partir da transferência de elétrons por reações de oxirredução. Esse tipo de corrosão se desencadeia através da formação de uma pilha de corrosão eletroquímica, que é formada por dois metais diferentes, imersos em uma solução condutora (eletrólito) e conectados entre si por uma ligação elétrica, como é ilustrado na figura abaixo: 





Como mostra a figura, a formação desse tipo de pilha é apenas uma das maneiras através da qual pode ser desencadeada a corrosão eletrolítica. A pilha de corrosão evidenciada acima ocorre devido à diferença de potencial de eletrodo entre os diferentes metais, e é mais reativa quanto maior for esta diferença de potencial. Esse tipo de pilha compreende um exemplo clássico das pilhas de corrosão eletroquímicas, que é conhecido por

A corrosão eletroquímica é um processo que está presente direta ou indiretamente no dia a dia de todos nós. Ela é um fenômeno que envolve não somente questões relacionadas à corrosão, mas também à formação de pilhas ou células eletroquímicas, evento que está altamente ligado às reações químicas de oxirredução. Nessas reações químicas, um componente se oxida e cede elétrons para um outro, que se reduz, promovendo, enquanto consequência, a migração de elétrons ou corrente elétrica. Esse fluxo acontece por conta de uma diferença de potencial associada a diferentes materiais, ou mesmo a diferentes regiões de um mesmo material que funcionam como pequenos cátodos e ânodos. No entanto, a corrosão eletroquímica pode, conforme o tipo de material, se manifestar resumidamente de três maneiras distintas, como representada na figura abaixo:







Saber identificar cada um dos diferentes tipos de corrosão eletroquímica é um dos caminhos para se melhor compreender o que pode estar causando a corrosão. Nesse sentido. Considerando os diferentes tipos de corrosão eletroquímica mostrados na figura, analise as afirmativas a seguir:



I. Corrosão Intergranular: é o tipo de corrosão que acontece entre os grãos da estrutura cristalina do material metálico, o qual perde suas propriedades mecânicas e pode fraturar quando submetido a esforços mecânicos menores que o esperado, como é o que se observa na corrosão sob tensão fraturante (stress corrosion cracking, SCC).


II. Corrosão Alveolar: é a corrosão que se processa na superfície metálica produzindo sulcos ou escavações semelhantes a alvéolos, apresentando fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro.


III. Corrosão Puntiforme: é o tipo de corrosão que se processa sob a forma de finos filamentos não profundos, que se propagam em diferentes direções, mas que não se cruzam. Essa corrosão ocorre geralmente em superfícies metálicas revestidas com filmes poliméricos, tintas ou metais ocasionando o deslocamento do revestimento.


Assinale

O potencial de corrosão é uma técnica utilizada como um método eletroquímico que auxilia no monitoramento da corrosão em estruturas de concreto armado A utilização dessa técnica na construção civil se iniciou nos Estados Unidos, devido à falta de meios que pudessem identificar, avaliar e controlar o processo de corrosão que estavam se desenvolvendo em tabuleiros de pontes. Considerando os princípios e fundamentos do potencial de corrosão, bem como os meios para a sua utilização, assinale a afirmativa incorreta.

As curvas de polarização se constituem em uma ferramenta fundamental para o estudo do comportamento de corrosão dos materiais. Essas curvas são obtidas com auxílio de um potenciostato, equipamento que impõe um potencial ao eletrodo de trabalho em relação a um eletrodo de referência e registra a corrente gerada entre o eletrodo de trabalho e um contraeletrodo construído de material inerte. Todo esse conjunto se encontra imerso num eletrólito, no qual se deseja estudar o comportamento de corrosão do material. Assim considerando os componentes de um potenciostato e de uma célula eletroquímica usados na obtenção de curvas de polarização, classifique as afirmativas abaixo em verdadeira (V) ou falsa (F). 






(  ) Eletrodos de referência estão disponíveis comercialmente, sendo constituídos de sistemas com potencial estável, reprodutível e, na maioria das vezes, de fácil manutenção.


(  ) O contraeletrodo é constituído de um material inerte e que tenha boas condições para que reações eletroquímicas envolvendo espécies iônicas e gasosas possam ocorrer com cinética rápida, evitando problemas de polarização. Os contraeletrodos mais comuns são de platina e grafite.


(  ) A única metodologia de construção de um eletrodo de trabalho consiste em embutir a amostra do material que se pretende estudar em resina. O embutimento deve prover uma área bem definida exposta à solução, com o eletrodo devendo apresentar frestas na região de contato com a resina, de modo a intensificar o fluxo de elétrons no eletrolito.


(  ) Adicionalmente, o material embutido deve ter um contato elétrico que irá ser conectado a um dos terminais do potenciostato. Uma das metodologias de prover este contato elétrico consiste em soldar um fio condutor na parte anterior do eletrodo de trabalho depois do processo de embutimento, ficando o contato elétrico exposto à solução para melhor intensificar a aquisição do sinal nos resultados obtidos.



As afirmativas são, respectivamente,

A proteção catódica é uma tecnologia de grande importância para o mundo atual porque permite a proteção contra a corrosão de instalações metálicas enterradas ou submersas dos mais diversos fins, como: adutoras, oleodutos, gasodutos, alcooldutos, instalações portuárias entre outras. Todas essas instalações estão sempre sujeitas a sérios problemas de corrosão, causados pelo solo, pelas correntes de fuga dos sistemas de tração eletrificada, pela absorção de água, cloretos, CO₂, produtos químicos e outros poluentes, para o caso das estruturas de concreto.

A proteção catódica tem como princípio estabelecer um fluxo de corrente que mantém o aço-carbono como cátodo, minimizando a perda natural de elétrons para o meio. Ela pode ser obtida por dois métodos principais: via corrente impressa, na qual a proteção é fornecida por imposição de correntes elétricas ou de tensões que são geradas por uma fonte externa permanente de energia elétrica, o retificador; e por meio de corrente galvânica, que consiste num fluxo de corrente elétrica que parte de um ânodo, usualmente um elemento de zinco embutido na argamassa de baixa resistividade elétrica, como representado na figura a seguir:





Considerando a importância da proteção catódica na prevenção e controle da corrosão em estruturas de aço e de concreto, assinale a alternativa correta.

Diversas comunidades microbianas de bactérias, arqueias, vírus e eucariotos unicelulares têm papéis cruciais no meio ambiente. No entanto, muitos desses microrganismos são frequentemente difíceis de serem cultivados em laboratório, fato que pode confundir a catalogação de alguns desses membros e a compreensão de como as comunidades funcionam. A metagenômica, entretanto, permite realizar em diversos ambientes a comparação de alto rendimento, compreensão da composição e funções das comunidades microbianas

Atualmente, uma tecnologia de sequenciamento de DNA revolucionou a pesquisa genômica e foi capaz de sequenciar o genoma completo de organismos num tempo menor e com mais precisão. Essa tecnologia, que nos estudos com microrganismos substitui a caracterização convencional por morfologia, as propriedades de coloração e os critérios metabólicos, é conhecida por